Репликация или контролируемая сборка?

Про клонирование сейчас слышали практически все, но клонирование – только повторение уже существующего. Все самые замечательные мечты человечества о жизни без болезней и старости, быстром и легком избавлении от неизлечимых пока недугов к обычной репликации отношения не имеют. Если вы будете клонировать дефектную клетку без изменений, вы получите на выходе клон с точно такими же проблемами, как у матрицы. К тому же есть опасность, что у клона негативные изменения будут происходить раньше, а последствия окажутся еще более тяжелыми. Так что простое дублирование оригинала – это шаг вперед, но «вперед» с оговорками. Только «выемка» дефектных участков ДНК сможет победить генетические болезни.

Пока мы мало знаем о том, как связаны в геноме отдельные участки, как включаются и выключаются гены, какова их правильная последовательность. К нашему счастью, оказалось, что геном человека не так сложен, как представляли раньше. Это дает надежду, что скоро он будет не просто расшифрован, а еще и осмыслен. И не только осмыслен, а повторен рукотворным путем. То есть мы сможем собирать хромосомы и вставлять их прямо в клетку или вынимать дегенеративные участки ДНК и заменять их здоровыми. Если прежде ученые думали, что после расшифровки генома они смогут «вклеивать» часть здоровой хромосомы вместо испорченного отрезка, то теперь речь идет о другом – о сборке самой хромосомы. Это серьезная заявка.

Хромосома человека, конечно, для сборки сложновата. Поэтому первые эксперименты были проведены с одноклеточным микроорганизмом – микоплазмой.

Микоплазма – правнучка молочнокислых палочек, которые заставляют молоко превращаться в простоквашу или йогурт. У нее, в отличие от «прабабушки», очень короткая хромосома, состоящая всего из пятисот генов, а ее ДНК образуют лишь пятьсот восемьдесят тысяч звеньев нуклеиновых оснований. К тому же она утратила еще и клеточную оболочку, так что работать с ней гораздо проще, чем с полноценной клеткой животных, содержащих гораздо более длинную цепочку ДНК. Микоплазма паразитирует в клетках эпителия мочеполовой системы человека, она легко проникает в клетки и селится в них, хотя вполне может вести и самостоятельный образ жизни.

Именно крохотная микоплазма и стала объектом пристального внимания генетиков. При помощи молекулярных «скальпелей» и «иголок» были проверены все гены кольцевой хромосомы. Ученые вырезали по одному гену из этой цепочки и сшивали оставшуюся часть, конец к концу. Так удалось выяснить, какие гены не очень важны для микоплазмы, а без каких она погибает. Сто пятьдесят генов оказались для этой малютки «необязательными», а выключение любого из трехсот пятидесяти оставшихся убивали микроорганизм. Теперь известно, что эти триста пятьдесят генов являются «костяком» генома бактерии, это те основные гены, на которых базируются и другие, даже высокоорганизованные, организмы.

Естественно, у вас возникнут вопросы: а что это открытие даст? Почему оно считается таким важным? Дело в том, что теперь можно найти те правила, по которым собирается молекула ДНК, можно научиться синтезировать гены и собирать их «по чертежу». Правда, пока не ясен ни принцип работы механизма, который требуется собрать, ни принцип кодировки. Известны только буквы генетического алфавита, дело за малым – научиться складывать их в слова и предложения. Эта задача поставлена перед компьютерами, которые будут просчитывать все варианты сочетания генов, оптимальную генетическую последовательность для выполнения бактерией всех жизненно важных функций – питания, вывода шлаков, размножения и т. п. Потом выберут наиболее устойчивый вариант и создадут искусственную хромосому, которую «вставят» в бактерию. Если эксперимент будет удачным, значит, удастся собрать первую в мире искусственную бактерию. Это будет первый опыт творения жизни человеком.

Сегодня бактерия, завтра кролик, послезавтра – венец природы, Homo Sapiens.

Но до этого еще далеко. Так что клонирование на сегодняшний день – более доступное мероприятие, нежели искусственная сборка крошки-бактерии.

Заключение